Как работают термопары

Термопара (термопара) представляет собой элемент измерения температуры, обычно используемый в приборах для измерения температуры. Он непосредственно измеряет температуру, преобразует сигнал температуры в сигнал термоэлектродвижущей силы и преобразует его в температуру измеряемой среды через электрический прибор (вторичный прибор). Форма различных термопар часто сильно различается в зависимости от потребностей, но их основная структура примерно одинакова и обычно состоит из основных частей, таких как термодатчик, защитная трубка с изолирующим рукавом и распределительная коробка, обычно с приборами отображения, записывающими приборами и электронной регулировкой. используется вместе с устройством.

Введение В процессе промышленного производства температура является одним из важных параметров, которые необходимо измерять и контролировать. При измерении температуры широко используются термопары. Они имеют множество преимуществ, таких как простота конструкции, удобство изготовления, широкий диапазон измерений, высокая точность, малая инерция и простота дистанционной передачи выходных сигналов. Кроме того, поскольку термопара является активным датчиком, ее очень удобно использовать без внешнего источника питания во время измерения, поэтому ее часто используют для измерения температуры газа или жидкости в печах и трубах, а также температуры поверхности твердых тел. [1].

Принцип работы Когда два разных проводника или полупроводника A и B образуют петлю, а два конца соединены друг с другом, до тех пор, пока температуры на двух соединениях различны, температура одного конца равна T, что называется рабочей температурой. конец или горячий конец, а температура другого конца равна T. Для T0, называемого свободным концом (также называемым эталонным концом) или холодным концом, в контуре будет генерироваться электродвижущая сила, а направление и величина электродвижущей силы связаны с материалом проводника и температурой двух переходов. Это явление называется «термоэлектрическим эффектом», петля, состоящая из двух проводников, называется «термопара», эти два проводника называются «термоэлектродом», а возникающая электродвижущая сила называется «термоэлектрической силой». Термоэлектродвижущая сила состоит из двух частей электродвижущая сила.Одна часть представляет собой контактную электродвижущую силу двух проводников, а другая часть представляет собой термоэлектродвижущую силу одного проводника.Величина термоэлектродвижущей силы в петле термопары связана только с материалом проводника и температурой два перехода, которые составляют термопару, и связаны с формой термопары. Размер не имеет значения. Когда два электродных материала термопары фиксированы, термоэлектродвижущая сила представляет собой разность функций между двумя температурами перехода t и t0 То есть формула (ниже) широко используется при измерении фактической температуры, поскольку холодный спай t0 постоянна, термоЭДС, создаваемая термопарой, изменяется только с изменением температуры горячего конца (измерительного конца), то есть определенной температуре соответствует определенная термоЭДС. Нам нужно только измерить термоэлектродвижущую силу, чтобы достичь цели измерения температуры.

Основной принцип измерения температуры термопарой заключается в том, что два проводника из разных материалов образуют замкнутый контур. Когда на обоих концах имеется градиент температуры, по контуру будет течь ток. В это время между двумя концами возникает электродвижущая сила. Это так называемый эффект Зеебека. Однородные проводники с двумя различными составами являются горячими электродами, конец с более высокой температурой является рабочим концом, конец с более низкой температурой является свободным концом, а свободный конец обычно имеет постоянную температуру. В соответствии с функциональной зависимостью между термоэлектродвижущей силой и температурой составляется градуировочная таблица термопары; градуировочная таблица получается при условии, что температура свободного конца равна 0°C, а разные термопары имеют разные градуировочные таблицы. Когда третий металлический материал подключен к петле термопары, пока температура двух спаев материала одинакова, термоэлектрический потенциал, генерируемый термопарой, останется неизменным, то есть на него не повлияет третий металл, соединенный с петлей. Поэтому при измерении температуры термопарой можно подключить измерительный прибор и узнать температуру измеряемой среды после измерения термоЭДС. Когда термопара измеряет температуру, температура ее холодного конца (измерительный конец является горячим концом, а конец, подключенный к измерительной цепи через подводящий провод, называется холодным концом) должна оставаться неизменной, а ее термоэлектрический потенциал равен пропорциональна измеренной температуре. Если температура (окружающей среды) холодного конца изменится во время измерения, это серьезно повлияет на точность измерения. Принятие определенных мер на холодном спае для компенсации влияния, вызванного изменением температуры холодного спая, называется компенсацией холодного спая термопары. Специальный компенсационный провод для соединения с измерительным прибором. Метод расчета компенсации холодного спая термопары: от милливольт до температуры: измерьте температуру холодного спая, преобразуйте ее в соответствующее значение в милливольтах, добавьте к значению термопары в милливольтах и ​​преобразуйте температуру; от температуры до милливольта: измерьте реальную температуру Температура холодного конца преобразуется в милливольты соответственно, а милливольты получаются после вычитания, то есть температуры.